岩石孔隙度类型、表征参数及研究方法报告人：李 正同组者：王联果 孙 垒 刘 娟 沈鸿强 武鑫彪 魏丽萍 单 位：地球资源与信息学院资源勘查工程系 孔隙结构含义 孔隙、喉道结构类型 孔隙结构表征参数 孔隙结构研究方法 孔隙结构含义岩石中未被矿物颗粒、胶结物或其它固体物质填集的空间称为岩石的孔隙空间岩石孔隙空间，最主要的构成是孔隙和喉道岩石颗粒包围着的较大空间称为孔隙，而仅仅在两个颗粒间连通的狭窄部分称为喉道储集层岩石中孔隙与喉道分布示意图岩石的孔隙结构包括岩石孔隙的大小、形状、孔间连通情况、孔隙类型、孔壁粗糙程度等全部孔隙特征和它的构成方式碳酸盐储集岩中，孔隙结构是指岩石所具有的孔、洞、缝的大小、形状和相互连通关系参考文献原生孔隙类型 砂岩储集岩的孔隙类型按碎屑岩孔隙的产状，可将其分为两大类，即狭义的孔隙和裂缝进一步分为四小类：粒间孔隙、粒内孔隙（溶蚀孔隙）、填隙物内孔隙和裂缝前三种类型与岩石结构有关，裂隙则可与其它任何孔隙共生按成因将其分为原生孔隙和次生孔隙两大类，然后按产状和几何形状进一部分类砂岩储集岩的孔隙类型示意图（1）粒间孔隙砂岩为颗粒支撑或杂基支撑，含少量胶结物，在颗粒问的孔隙称为粒间孔隙。
以粒间孔隙为主的砂岩储集岩，其孔隙大、喉道粗、连通性较好无论从储集能力或渗滤能力的观点来看，最好的砂岩储集岩是以粒问孔隙为主的粒间孔隙为颗粒之间的孔隙，包括原生粒间孔隙、粒间溶孔、铸模孔和超粒孔等原生粒间孔隙：指在沉淀时期形成的颗粒之间的孔隙粒间溶孔：指颗粒之间的溶蚀再生孔隙，主要是颗粒边缘以及粒间胶结物和杂基大部溶解所形成的分布于颗粒之间的孔隙铸模孔：指颗粒，碎屑，或胶结物等被完全溶解而形成的孔隙，其外形与原组分外形特征相同碎屑是指陆源区的母岩经过物理风化作用或机械破碎所形成的碎屑物质）超粒孔：指孔径超过相邻颗粒直径的溶孔在超粒孔范围内，颗粒，胶结物均被溶解，一般是在原生粒间孔隙的基础上形成的，其次生部分多于原生部分2）杂基内的微孔隙填隙物内孔隙包括杂基内微孔隙、胶结物内溶孔等杂基内微孔隙为粘土杂基和碳酸盐泥中存在的微孔隙这类孔隙的成因有两类：其一为沉积杂基内的原始微孔隙；其二为杂基遭受部分溶解作用形成的溶孔胶结物内溶孔及晶间孔为胶结物内发生溶解作用形成的溶孔及胶结物晶体之间的残留孔隙西参2井，3925.05m，N1s，含泥极细砂细砂岩微裂缝较发育，红色铸体3）裂缝 裂缝包括沉积成因的层面缝以及成岩和构造作用形成的裂缝。
由于构造力作用而形成的微裂缝有时可以十分发育微裂缝呈细小片状，缝面弯曲，绕过颗粒边界，其排列方向受构造力控制在砂岩储集岩中，裂缝宽度一般为几微米到几十微米4）溶蚀孔隙溶蚀孔隙是由碳酸盐、长石、硫酸盐或其它可溶组分溶解而形成的可溶组分可以是碎屑颗粒、白生矿物胶结物或者交代矿物溶蚀孔隙又可以分成以下几种类型1）溶孔不受颗粒边界限制，边缘呈港湾状，形状不规则2）颗粒内溶孔和胶结物内溶孔早期易溶矿物交代颗粒后被溶解形成粒内溶孔如早期碳酸盐局部交代了长石，后来碳酸盐被溶解，致使长石具晶内溶孔或呈蜂离状3）铸模孔包括颗粒的铸模孔和粒间易溶胶结物的铸模孔由于溶蚀孔隙往往是在原生粒间孔隙或其它孔隙的基础上发展起来的，故实际上不好区分尤其是当原生粒间孔隙和次生溶蚀孔隙同时存在时，更是如此仅具溶蚀孔隙的砂岩的储集性变化很大，可以从差到很好 碳酸盐岩储集岩的孔隙类型碳酸盐岩的孔隙分类命名（据Choquette; p.p.w.& pray， L.C.， 1970） (1)粒间孔隙碳酸盐岩的粒间孔隙是指碳酸岩颗粒之间的孔隙包括：原生粒间孔隙:在颗粒含量高，颗粒呈支撑状时粒间未被灰泥和胶结物填充的部分灰泥，又称灰泥基质，是碳酸盐岩基本组成成分之一。
粒间溶孔：由于颗粒之间的灰泥或胶结物受溶解和颗粒边缘被选择性溶解所形成的孔隙粒间粒内溶孔：鲕粒、腹足类生物堆积成骨架岩下第三系沙河街组，河北省西2井潜山西14井 (2)粒内孔隙碳酸盐岩的粒内孔隙指碳酸盐岩颗粒内部的原生孔隙和粒内溶孔具体类型有粒间及晶间溶蚀孔隙、铸模孔隙、窗格孔隙、沟道、晶洞、洞穴和角砾孔隙原生粒内孔隙：通常指生物体腔孔隙，即生物死亡后，软体部分腐烂溶解，体腔未被全部填充而保存下来的孔隙张力孔隙连通性差，有效孔隙度不高，但常与生物碎屑粒间孔隙伴生，形成较好的储层粒内溶孔：粒内溶孔是指各种碳酸盐岩颗粒内部由于选择性溶解，颗粒被局部溶蚀而形成的孔隙当溶蚀作用扩展到整个颗粒，形成与原颗粒形状，大小完全一致的铸模时，可称为颗粒铸模孔隙粒间粒内溶孔：鲕粒、腹足类生物堆积成骨架岩下第三系沙河街组，河北省西2井潜山西14井 (3)基质内孔隙所谓基质，是指有些岩石的矿物颗粒大小悬殊，大的颗粒散布在小的颗粒之中，地质学中把大的矿物叫斑晶，小的矿物叫基质基质内孔隙包括灰泥内孔隙，胶结物孔隙等灰泥内孔隙：为碳酸盐灰泥中存在的微孔隙这种孔隙极为细小，由于孔隙半径中，渗透率往往很低胶结物内溶孔：为胶结物内发生溶解作用形成的溶孔及胶结物晶体之间的残留孔隙。
(4)晶间孔隙晶间孔隙是指碳酸盐岩矿物晶体之间的孔隙，大部分是由于白云岩成岩作用形成的白云岩是一种沉积碳酸盐岩，主要是由白云石组成，呈灰白色，性脆，硬度小主要是由白云石构成的岩石，但其中也含有方解石及粘土矿，具有晶粒结构，残余结构和碎屑结构，由于其孔隙度较大，常为石油或地下水的理想储层白云岩中晶间孔隙的发育主要是白云岩晶体之间未被置换的碳酸钙或石膏溶解所致晶间溶孔：残余藻团粒云岩，原始结构为藻团粒结构，经重结晶作用，形成局部粗、巨晶晶粒，溶孔发育，孔壁呈多边形5）裂缝裂缝一般是由于构造作用或成岩作用而形成的裂缝的长度可以由几厘米到几公里不等宽度也可由几毫米到几十厘米，但微裂缝的宽度仅数十微米一般说来，大裂缝延伸远，方向稳定，与油气储集关系更为密切据马斯凯特(Masket，M.，1949)计算，当裂缝宽度超过0.035毫米时，裂缝地层的产量就超过无裂缝地层简单径向流动系统的产量；当裂缝宽度为0.5毫米时，裂缝本身所运载的流体就占了灰岩一裂缝系统组合流量的90；当裂缝宽度大于1毫米时，绝大部分的油层流体是由裂缝通过的碳酸盐储集岩中裂缝发育的多少及宽度对产能的影响是何等的重要 (6)通道孔隙通道孔隙是指横向连续好且呈板状或扁平状通道的孔隙，为溶解作用成因。
(7)晶内溶孔和晶体铸模孔隙晶内溶孔为晶体内部被溶蚀而形成的孔隙若整个晶体被溶蚀，形成了与原晶粒形状，大小相同的铸模时，则称为晶体铸模孔隙若整个晶体被溶蚀，形成了与原晶粒形状，大小相同的铸模时，则称为晶体铸模孔隙 (8)溶洞 溶洞是指不受岩石组构控制有溶解作用形成的较大的储集空间，这类孔隙形态不规则，大小不一，连通性各异下面详细说明晶洞：也称孔洞，为直径小于1cm的溶洞小洞：为大于1cm但小于1m的溶洞大洞：为大于1m的溶洞有的溶洞可以很大，可达1.5-2m甚至更大 喉道类型 喉道为连通两个孔隙的狭窄通道每一个喉道可以连通两个孔隙，而每一个孔隙则可以和三个以上的喉道相连接，有的甚至和6-8个喉道相连接影响储层渗透能力的主要是喉道而喉道的大小和形态主要取决于岩石的颗粒接触关系，胶结类型以及颗粒本身的形状和大小1）孔隙缩小型喉道 喉道为孔隙的缩小部分，这种喉道类型往往发育于以粒间孔隙为主的储集层岩石中，其孔隙和喉道较难区分岩石结构多以颗粒支撑，胶结物较少甚至没有孔隙结构属于大孔粗喉，孔喉直径必接近与1岩石孔隙基本为有效孔隙2）缩颈型喉道 喉道为颗粒间可变断面的收缩部分当颗粒被压实而排列比较紧密或颗粒边缘被衬边式胶结是，虽保留下来孔隙可以比较大，但颗粒间喉道却大大变窄。
此时，储集岩可能有较高的孔隙度，但渗透率却可能较低3）片状喉道片状喉道呈片状或弯片状，为颗粒之间的长条状通道，可分为窄片状和宽片状两种类型这种孔隙结构变化较大，可以是小孔极细喉道，受溶解改造作用也可以是大孔粗喉型4）管状喉道孔隙与孔隙之间由细而长的管子相连，其断面接近圆形，一般是由溶蚀作用而形成的，在缝洞性碳酸盐岩中也可发育此类喉道5）裂缝在裂缝性储层中，裂缝相当于较长的板状通道，连接孔隙或溶洞 孔隙结构表征参数平均孔喉半径分选系数相对分选系数 ( 无因次量)均质系数( 无因次量)（1）平均孔喉半径表示岩石平均孔喉半径大小的参数，即半径对饱和度的权衡求法 （2）分选系数Sp反映喉道大小分布集中程度的参数，其物理意义相当于物理统计中的标准偏差具有某一等级的喉道占绝对优势时，Sp值小，表示喉道分选程度好求法（3）相对分选系数 ( 无因次量)相对分选系数是更能准确地反映喉道分布均匀程度的参数其物理意义相当于物理统计中的变异系数相对分选系数越小，喉道分布越均匀求法是：均质系数是表征储油岩石孔隙介质中每一个喉道（Ri）与最大喉道半径的偏离程度从公式还可以认为是平均半径与最大喉道半径之比在01之间变化，越大，孔喉分布越均匀。
求法是： Ri孔喉半径分布函数中某一孔喉半径（m）Rmax、RD最大孔喉半径对应于Ri的某一区间的汞饱和度（%）4）均质系数( 无因次量) 孔隙结构研究方法室内研究法测井研究法 (1)铸体薄片分析 岩石孔隙结构特征的铸体薄片研究法是将染色树脂注入到被洗净和抽空的岩心孔隙内，待树脂凝固后，再将岩心切片(按需要的方位，定向或不定向) 放在显微镜下观察铸体薄片中带色的树脂部分就是代表岩石二维空间的孔隙结构状态因此可以很方便地直接观察到岩石薄片中的面孔率、孔隙、喉道及孔喉配位数等 参数：孔洞缝的类型、形状、大小及与喉道的配置，估算面孔率、孔喉配位数 参考文献 室内研究法制备分析仪器制备分析原理真空灌注： 抽真空前，将装好样品的玻璃试管放入烘箱中，在（1002）温度下加热1小时后，放入真空系统中抽真空，当系统内真空度达到0.09MPa后，再抽真空12小时，然后灌注有机玻璃单体溶液，并使溶液面高出样品3cm4cm，再继续抽真空0.51小时 加压灌注：室温下加压67MPa，进行试漏，稳定15分钟后，压力波动不超过0.5MPa即可开始工作加热加压聚合：在6MPa压力下，启动烘箱升温到（1002）保持2小时，然后降温到（802），保持5小时，再升温至（1002）恒温12小时。
在加热加压聚合过程中压力不得高于8MPa，然后，关闭电源，让其自然冷却 (2) CT扫描图象分析法 CT扫描法又叫层析成像法，是发射X 射线对岩心作旋转扫描，在每个位置可采集到一组一维的投影数据，再结合旋转运动，就可得到许多方向上的投影数据;综合这些投影数据，经过迭代运算就可以得到X 射线衰减系数的断面分布图， 参数：定量计算分析面积内的总孔个数，总孔面积，每个孔的六个参数（面积，周长，长轴，短轴，长短轴比，等效园面积），计算面孔率，作出孔分布直方图3）毛管压力分析-压汞法参数：反映喉道的分布及不同喉道大小连通的孔隙体积分布情况 储层岩石的毛管压力和湿相(或非湿相) 饱和度关系曲线称之为岩石的毛管压力曲线 它是研究岩石孔隙结构特征最重要的资料，其测定方法主要包括:半渗透隔板法、压汞法和离心机法参考文献三塘湖火山岩和致密砂岩样品孔隙结构类型压汞曲线参考文献 （4）扫描电镜 扫描电镜(SEM) 的原理类似于电视摄像，采用电子束作光源，通过电磁场使电子束偏转并聚焦，再轰击到被分析的样品之上，然后接收到电子信号成像作为研究岩石孔隙结构特征的主要手段之一的扫描电镜能够清楚地观察到储层岩石的主要孔隙类型:粒间孔、微孔隙(包括粒内溶孔、杂基内微孔隙、微裂缝) 、喉道类型(包括点状、片状和缩颈喉道) 和测定出孔喉半径等参数。
人工神经网络是人们在模拟人脑处理问题的过程中发展起来的一种智能信息处理理论，它能够对人脑的形象思维、联想记忆等过程进行模拟和抽象，实现与人脑相似的学习、识别、记忆等信息处理能力参考文献（5）神经网络法利用电阻率测井资料研究储层岩石的孔隙结。